内循环三相生物流化床反应器中流体的循环速度

通过实验和CFD模拟研究了反应器内气含率和局部阻力系数与操作参数和结构参数的关系. 结果表明,气含率随进气速率Ugr增大而增大,局部阻力系数随反应器升、降流区截面积比Ar/Ad增大而减小,随导流筒直径与导流筒距反应器底高度之比d/h增大而增大,由此建立了升、降流区气含率和导流筒底端局部阻力系数关联式. 在此基础上,采用降流区流体速度模型,研究了局部阻力与沿程阻力对降流区速度的影响,并实验测试不同操作和结构条件下降流区的流体速度. 模型计算与实测速度对比分析表明,根据所建局部阻力系数关联式并考虑沿程阻力影响,可获得与实测结果吻合较好的降流区速度. Ugr取最大值2.29 m/s时,降流区流体速度最大可达0.32 m/s,且Ar/Ad取最大值1.61、d/h取最小值1.75时反应器中流体循环更好.     

内循环生物流化床曝气过程氧传质特性研究

针对水-空气-高分子颗粒三相体系,测试了内循环好氧生物流化床曝气过程中气-液相间氧传递的体积传质系数KLa,分析了操作参数(进气量QG、固含率εs和升降流区截面积比Ar/Ad)对氧传质系数KLa的影响。结果表明,KLa随着进气量的提高呈线性增加趋势;固含率对KLa有正反两方面的作用,存在一个较适宜的固含率使氧传质效率达到最高;随升降流区截面积比Ar/Ad的增大,KLa随之提高。基于KLa影响因素的分析对实验数据进行拟合,建立了关于体积传质系数KLa的关联式:Kd=2.23×10-6Reb0.582Ab0.976εs0.016。该关联式预测结果与实验数据吻合良好,对类似流化床反应器的设计有一定参考价值。